JPH10161735A - Distribution control system of heavy equipment - Google Patents
Distribution control system of heavy equipmentInfo
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- JPH10161735A JPH10161735A JP32343896A JP32343896A JPH10161735A JP H10161735 A JPH10161735 A JP H10161735A JP 32343896 A JP32343896 A JP 32343896A JP 32343896 A JP32343896 A JP 32343896A JP H10161735 A JPH10161735 A JP H10161735A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は重装備の分散制御シ
ステムに関するもので、より詳しくは重装備内に装着さ
れた各々の構成部を分離し、各々の通信線路を介してデ
ータを送/受信するようにしたことにより、重装備の電
気及び電子部分を分散して制御し得るようにした重装備
の分散制御システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distributed control system for heavy equipment, and more particularly to a system for separating each component mounted in heavy equipment and transmitting / receiving data via each communication line. The present invention relates to a heavy equipment distributed control system capable of controlling the electric and electronic parts of the heavy equipment in a distributed manner.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的に、重装備に装着された個別のセ
ンサーから制御器又は表示装置まで線路及びコネクタを
介して信号を伝送する方式を使用する場合、センサーの
数が増加するにつれて機械的信頼性が低下する。2. Description of the Related Art In general, when a system is used in which signals are transmitted from individual sensors mounted on heavy equipment to a controller or a display device via a line and a connector, as the number of sensors increases, mechanicalness increases. Reliability decreases.
【0003】又、最近、重装備の機能を漸次高度化し性
能を向上させる方向に研究が進行されていて、向後使用
すべきセンサーの数がさらに増加している実情である。
これにより配線量も増大して配線のための経費が加重さ
れる。[0003] Recently, researches have been conducted to improve the performance of heavy equipment gradually and to improve the performance, and the number of sensors to be used afterward is increasing.
As a result, the amount of wiring is increased and the cost for wiring is increased.
【0004】又、分散制御方式を使用することにより、
重装備の故障診断が現場で即座行われ、その修理がモジ
ュールの単純交替により遂行できるので、作業計画に狂
いを来す可能性を減らすことができることになる。[0004] Also, by using a distributed control method,
Fault diagnosis of heavy equipment is performed immediately on site, and repairs can be performed by simple replacement of modules, thereby reducing the possibility of disrupting the work plan.
【0005】従って、分散制御を行って各モジュール別
に自体診断機能を追加し、必要な情報を相互交換して使
用する方式は、運転/補修が容易に処理されなければな
らない建設装備、車両、船舶、航空機等の独立制御シス
テムにおいては必然的に要求されるものである。[0005] Therefore, a system in which a self-diagnosis function is added to each module by performing distributed control and necessary information is exchanged and used is a construction equipment, a vehicle, a ship which requires easy operation / repair. This is inevitably required in independent control systems such as aircraft.
【0006】このような必然性に反し、従来の重装備制
御方式においては、運転席内部に遂行される運転者の操
作が各部分別制御部に入力されて、各信号毎に存在する
固有線路を介して伝送され、各種センサーからの入力も
運転席周辺にある主制御器を使用した制御装置に固有線
路を介して個別的に伝達される。Contrary to such necessity, in the conventional heavy equipment control system, a driver's operation performed inside the driver's seat is input to each of the control units, and a unique line existing for each signal is changed. The input from the various sensors is also individually transmitted to the control device using the main controller near the driver's seat via the characteristic line.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このような場合、重装
備により多用な機能が要求されるにつれて配線の本数が
多くなって余裕空間を捜して配線することが難しく、全
体荷重が増加し、体積も増大するため、配線の形状を容
易に変更することができなかった。In such a case, as the number of wirings increases as the heavy equipment requires more functions, it is difficult to search for a marginal space for wiring, the total load increases, and the volume increases. Therefore, the shape of the wiring cannot be easily changed.
【0008】また、配線数が増加するにつれてコネクタ
の数も増加して、端子内の配線の連結状態を認識するこ
とが非常に難解になった。これにより、新たな重装備を
製作する場合、設計上の難点が発生した。Further, as the number of wirings increases, the number of connectors also increases, and it is very difficult to recognize the connection state of the wirings in the terminals. This creates design difficulties when producing new heavy equipment.
【0009】さらに、線路の接触不良又は断線等による
故障が発生した時、故障部位を容易に把握し得なくなる
ので、修理時に発生する時間損失が増加し、これによる
消費者の不満が増大する結果が発生した。Further, when a failure occurs due to poor contact or disconnection of the line, it is not possible to easily grasp the location of the failure, resulting in an increase in time loss occurring at the time of repair and an increase in consumer dissatisfaction. There has occurred.
【0010】従って、本発明は前述した問題点らを解決
するためのもので、本発明の目的は重装備の設計及び組
合が容易に行われるようにした重装備の分散制御システ
ムを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a decentralized control system for heavy equipment so that the design and combination of the heavy equipment can be easily performed. It is in.
【0011】本発明の他の目的は重装備内の各構成部間
を各々のモジュールに分割して制御することにより、各
モジュール間の制御を容易に実施し得るようにした重装
備の分散制御システムを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a distributed control of heavy equipment in which control between the modules can be easily performed by dividing and controlling each component in the heavy equipment. It is to provide a system.
【0012】本発明のさらに他の目的は重装備の故障発
生時、故障部分を容易に把握し得るようにするととも
に、故障部分を容易に修理し得るようにした重装備の分
散制御システムを提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a heavy equipment decentralized control system in which when a heavy equipment failure occurs, the failed part can be easily grasped and the failed part can be easily repaired. Is to do.
【0013】本発明のさらに他の目的は重装備のモデル
及び機能を容易に変更し得るようにした重装備の分散制
御システムを提供することにある。It is still another object of the present invention to provide a heavy equipment decentralized control system in which the model and function of the heavy equipment can be easily changed.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】前述したような目的を達
成するための本発明の特徴は、重装備において、各々の
機能と位置によって複数のモジュールに分割し、分割さ
れた各モジュールは独立された制御器により独自的に制
御され、各モジュール間には単一線路を用いて情報を交
換し得るようになった重装備の分散制御システムにあ
る。A feature of the present invention to achieve the above-mentioned object is that, in heavy equipment, each module is divided into a plurality of modules according to their functions and positions, and each of the divided modules is independent. The control system is independently controlled by a controller, and information can be exchanged between the modules using a single line.
【0015】本発明において、前述したように分割され
た各モジュール中の少なくとも一つ以上のモジュールを
除去するか、あるいは少なくとも一つ以上のモジュール
を追加して装着し得るように各モジュールは独立的に構
成することが好ましい。In the present invention, at least one or more of the divided modules may be removed, or each of the modules may be independently installed so that at least one or more modules can be additionally mounted. It is preferable to configure.
【0016】又、分割された各モジュールは、モジュー
ル内に構成された各構成部の動作を制御する主制御器
と、前記主制御器の制御信号によりモジュール間の通信
を遂行するための入/出力端子と、通信しようとするデ
ータを貯蔵してから、前記主制御器の制御信号により、
貯蔵されたデータを出力する通信制御器と、各モジュー
ルの固有機能を遂行するためのプログラムを貯蔵し、前
記主制御器の制御信号により、貯蔵されたプログラムを
順次出力するロムとから構成することが好ましい。Each of the divided modules has a main controller for controlling the operation of each component included in the module, and an input / output for performing communication between the modules based on a control signal of the main controller. After storing the data to be communicated with the output terminal, by the control signal of the main controller,
A communication controller for outputting the stored data, and a ROM for storing a program for performing a specific function of each module and sequentially outputting the stored program according to a control signal of the main controller. Is preferred.
【0017】又、重装備における各モジュールは、運転
モジュール、エンジンモジュール及び油圧モジュールに
分割することが好ましい。Each module in the heavy equipment is preferably divided into an operation module, an engine module and a hydraulic module.
【0018】又、運転モジュールは、システムを稼動さ
せると初期化パケットを用意し、前記エンジンモジュー
ル及び油圧モジュールに用意されたパケットを伝送して
から受信モードに転換し、エンジンモジュール及び油圧
モジュールからパケットを獲得し、獲得したデータを処
理して、割当てられたアドレスの値によって各種表示器
の作動を実行し、次のパケットを用意してから送受信対
象モジュールに転換する過程を遂行することが好まし
い。When the system is operated, the operation module prepares an initialization packet, transmits the packet prepared for the engine module and the hydraulic module, switches to the reception mode, and transmits the packet from the engine module and the hydraulic module. It is preferable to perform a process of acquiring the data, processing the acquired data, performing operations of various indicators according to the assigned address values, preparing the next packet, and then converting to the transmission / reception target module.
【0019】又、エンジンモジュール及び油圧モジュー
ルは、受信モードに転換して前記運転モジュールからパ
ケットを獲得し、獲得されたパケットを処理してパケッ
トによってシステムを駆動させ、各種センサーからデー
タを獲得して新たなパケットを用意し、用意されたパケ
ットを運転モジュールに伝送した後、受信モードに転換
する過程を遂行することが好ましい。Also, the engine module and the hydraulic module are switched to a reception mode to acquire a packet from the operation module, process the acquired packet, drive the system by the packet, and acquire data from various sensors. It is preferable to prepare a new packet, transmit the prepared packet to the operation module, and then switch to the reception mode.
【0020】又、他のモジュールから獲得されたパケッ
トは、エラーの有無を検出するためにエラー訂正コード
を含むことが好ましく、応答性を向上させるため、パケ
ット獲得時間をカウンティングするタイマーをさらに備
えることが好ましい。Preferably, the packet obtained from another module includes an error correction code for detecting the presence or absence of an error, and further includes a timer for counting a packet obtaining time to improve responsiveness. Is preferred.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明による重装備の分散
制御システムの好ましい実施例を添付図面を参照して詳
細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0022】図1は本発明による分散システムの概略ブ
ロック図である。本発明において、最も重要な核心事項
は重装備の内の各種アクチュエータとセンサーの位置及
び動作機能を考慮して重装備制御システム全体を多数の
分割されたモジュールに定義し、各モジュール内ではそ
のモジュールに割当てられた制御機能を遂行するととも
に自体診断機能を遂行するようにした点にある。FIG. 1 is a schematic block diagram of a distributed system according to the present invention. In the present invention, the most important point is to define the entire heavy equipment control system into a number of divided modules in consideration of the positions and operation functions of various actuators and sensors in the heavy equipment, and within each module, the module In addition to performing the control function assigned to, the diagnostic function itself is performed.
【0023】先ず、図1に示すように、重装備は大きく
三つのモジュールに区分し得る。即ち、運転に関連した
各種スイッチ、状況を知らせる表示装置及び運転者に便
宜施設が包含された運転モジュール(operationg modul
e)1と、エンジン系統に関連した各種センサー、バル
ブ、モーターが連結されたエンジンモジュール(enginem
odule)2と、トランスミッション(transmission)又は安
全ソレノイド(safety solenoid)のように走行と作業に
関連した各種ソレノイド及びセンサーが連結された油圧
モジュール(hydraulic module)3とに区分される。First, as shown in FIG. 1, heavy equipment can be roughly divided into three modules. That is, an operation module (operation module) including various switches related to driving, a display device for notifying the situation, and facilities convenient for the driver.
e) An engine module (enginem) in which 1 and various sensors, valves and motors related to the engine system are connected.
odule 2 and a hydraulic module 3 to which various solenoids and sensors related to traveling and work such as a transmission or a safety solenoid are connected.
【0024】ここで、運転モジュール1は運転者が操作
する各種操作スイッチ4及びスイッチボード5の入力を
受け、エンジンモジュール2と油圧モジュール3に、関
連情報を伝達し、かつ、エンジンモジュール2と油圧モ
ジュール3から各種情報を印加を受け、運転者が知るよ
うに各種計器板及び指示灯が装着された表示装置6の動
作を制御する。Here, the operation module 1 receives inputs from various operation switches 4 and a switch board 5 operated by the driver, transmits relevant information to the engine module 2 and the hydraulic module 3, and communicates with the engine module 2 and the hydraulic module. Various information is applied from the module 3 and the operation of the display device 6 equipped with various instrument panels and indicator lights is controlled so that the driver knows.
【0025】又、エンジンモジュール2は、運転モジュ
ール1から印加された各種制御信号に応じてエンジン
(図示せず)に各種制御信号を出力し、エンジンからの
各種情報を印加を受け、この情報を運転モジュール1に
伝達する機能を遂行する。The engine module 2 outputs various control signals to an engine (not shown) in response to various control signals applied from the operation module 1, receives various information from the engine, and receives this information. Performs the function of transmitting to the operation module 1.
【0026】また、油圧モジュール3は、運転モジュー
ル1から印加された各種制御信号に応じて、リレー(図
示せず)とソレノイド(図示せず)等を制御するための
制御信号を出力し、油圧系統から各種情報を印加受け、
この情報を運転モジュール1に伝達する機能を遂行す
る。The hydraulic module 3 outputs a control signal for controlling a relay (not shown) and a solenoid (not shown) according to various control signals applied from the operation module 1, Apply various information from the system,
The function of transmitting this information to the operation module 1 is performed.
【0027】即ち、エンジンモジュール2では運転モジ
ュール1から伝送された指令に応じて、エンジンモジュ
ール2に連結された各種アクチュエータを動作させ、各
種センサーデータを獲得して、運転モジュール1と共有
すべき情報を送信する。又、油圧モジュール3では、連
結されたアクチュエータとセンサーから検出されたデー
タを運転モジュール1と共有するために送/受信する。That is, the engine module 2 operates various actuators connected to the engine module 2 according to the command transmitted from the operation module 1 to acquire various sensor data, and obtains information to be shared with the operation module 1. Send The hydraulic module 3 transmits / receives data detected from the connected actuator and sensor in order to share the data with the operation module 1.
【0028】又、前述した各モジュール間の情報交換の
ため、運転モジュール1とエンジンモジュール2及び油
圧モジュール3間の単位時間当り情報交換量によって通
信ポートをエンジンモジュール2及び油圧モジュール3
に適宜割当てて通信すべきであり、各モジュール1、
2、3間の情報を割当てられたアドレスによって適切な
大きさのパケット(packet)に定義することが好ましい。In order to exchange information between the above-described modules, the communication port is set according to the information exchange amount per unit time between the operation module 1 and the engine module 2 and the hydraulic module 3.
Should be appropriately allocated and communicated, and each module 1,
It is preferable that information between a few is defined in a packet of an appropriate size according to the assigned address.
【0029】一方、各モジュール1、2、3は、図2に
示すように、主制御器7と、ロム(ROM)8と、入/
出力端子9と、通信制御器10とから構成されている。
ここで、主制御器7は受信されたパケットを解釈し、こ
れにより各モジュール1、2、3に連結されたアクチュ
エータを動作させる制御アルゴリズムを遂行する。この
ようなアクチュエータの作動と各種センサーからの信号
処理は入/出力端子9を介して入力と出力を処理し、セ
ンサーから獲得された各種データは他のモジュールに伝
送するために出力フォーマットによってパケットで構成
される。又、通信状況において、主制御器7の通信負荷
を減少させるため、他のモジュールとの通信のみを担当
する通信制御器10を追加し、通信制御器10によりパ
ケットの送/受信を担当処理するようにする。On the other hand, as shown in FIG. 2, each of the modules 1, 2, and 3 has a main controller 7, a ROM (ROM) 8,
It comprises an output terminal 9 and a communication controller 10.
Here, the main controller 7 interprets the received packet and thereby executes a control algorithm for operating the actuators connected to each of the modules 1, 2, and 3. The operation of the actuator and the signal processing from various sensors process input and output via input / output terminals 9, and various data obtained from the sensors are packetized according to output formats for transmission to other modules. Be composed. In addition, in order to reduce the communication load of the main controller 7 in the communication situation, a communication controller 10 which is in charge of only communication with other modules is added, and the communication controller 10 performs processing of transmitting / receiving packets. To do.
【0030】即ち、図2に示したような運転モジュール
1を例として挙げて説明すると、主制御器7は16ビッ
トのマイクロプロセッサを使用して、他のモジュール
2、3の処理速度と同一であり、数等多くの色々の信号
を処理するようにした。この運転モジュール1ではプロ
セッサの内部ラム(RAM)を使用したが、これは信号
処理アルゴリズムに比べて内部的に貯蔵すべきデータ又
はフラグの量が相対的に少なくて内部のラムのみで充分
であるからである。この運転モジュール1は他のモジュ
ール2、3との全ての通信を遂行し、図1に示した操作
スイッチ4とスイッチボード5から入力されるスイッチ
入力を監視し続け、表示装置6をすべて動作させるべき
であるので、通信制御器10を使用して主制御器7から
通信負荷を軽減させることにより効率を高めた。この通
信制御器10は通信されたデータを貯蔵してから主制御
器7の要求がある時ごとにデータを出力することにな
る。そして、多くの数の入/出力信号があるため、プロ
セッサ自体の固有端子は使用し得なく、メモリマップト
(memory mapped)入/出力方式を使用して入/出力端子
9を拡張させた。この端子9にはそれぞれ固有のアドレ
スが割当てられて、各々の指示灯、計器板、リレー等を
駆動させる。又、運転モジュール1自体の固有機能を遂
行するためのプログラムはロム8に貯蔵して、電源の状
態にかかわらず基本機能を遂行するようにした。In other words, taking the operation module 1 as shown in FIG. 2 as an example, the main controller 7 uses a 16-bit microprocessor and has the same processing speed as the other modules 2 and 3. Yes, many different signals are processed. In this operation module 1, the internal RAM (RAM) of the processor is used. However, compared to the signal processing algorithm, the amount of data or flags to be stored internally is relatively small, and only the internal RAM is sufficient. Because. The operation module 1 performs all communication with the other modules 2 and 3, continuously monitors switch inputs input from the operation switch 4 and the switch board 5 shown in FIG. 1, and operates all the display devices 6. Therefore, the communication controller 10 is used to reduce the communication load from the main controller 7, thereby increasing the efficiency. The communication controller 10 stores the transmitted data and outputs the data every time the main controller 7 requests. And, because of the large number of input / output signals, the unique terminals of the processor itself cannot be used and memory mapped.
(memory mapped) The input / output terminal 9 is expanded using the input / output method. A unique address is assigned to each terminal 9 to drive each indicator light, instrument panel, relay, and the like. Also, a program for performing the specific function of the operation module 1 itself is stored in the ROM 8 so that the basic function is performed regardless of the state of the power supply.
【0031】一方、エンジンモジュール2及び油圧モジ
ュール3のブロック構成は基本的に運転モジュール1の
ブロック構成と同一であるが、エンジンモジュール2で
は、エンジン効率を向上させるために高速/高精度の信
号処理が要求させるため、主制御器7は32ビットのデ
ジタル信号処理器(digital signal processor: DS
P)を使用することが望ましい。On the other hand, although the block configurations of the engine module 2 and the hydraulic module 3 are basically the same as the block configuration of the operation module 1, the engine module 2 performs high-speed / high-precision signal processing in order to improve engine efficiency. Main controller 7 has a 32-bit digital signal processor (DS).
It is desirable to use P).
【0032】前述した各モジュール1、2、3は運転モ
ジュール1を中心としてエンジンモジュール2及び油圧
モジュール3との情報交換を統制して各モジュール1、
2、3間の動作状態を制御するように構成されている。Each of the above-mentioned modules 1, 2, 3 controls the information exchange with the engine module 2 and the hydraulic module 3 around the operation module 1, and
It is configured to control the operating state between a few.
【0033】図3は運転モジュール1とエンジンモジュ
ール2間の伝送及び運転モジュール1と油圧モジュール
3間の伝送を担当するハードウェアの構成を示す。同図
に示すように、情報交換を効率的に遂行するために送信
端及び受信端では相互間の信号に対するアドレスが指定
されなければならなく、これによりパケットを定義し得
ることになる。FIG. 3 shows the configuration of hardware responsible for transmission between the operation module 1 and the engine module 2 and transmission between the operation module 1 and the hydraulic module 3. As shown in the figure, in order to efficiently perform information exchange, an address for a signal between the transmitting end and the receiving end must be designated, thereby defining a packet.
【0034】図3のように選択信号がロジック”ハイ”
である時、通信制御器10aと信号制御器10bを介し
て運転モジュール1と油圧モジュール間の通信が遂行さ
れ、選択信号がロジック”ロー”である時、通信制御器
10cと通信制御器10dを介して運転モジュール1と
エンジンモジュール2間の通信が遂行される。図3に示
したシステムの場合、運転モジュール1を中心としてエ
ンジンモジュール2と油圧モジュール3への通信が必要
であるので、運転モジュール1で制御する選択信号によ
り通信方向が決定される。しかし、エンジンモジュール
2内に装着された各種センサーから入力されるデータを
区分するためにはパケットの定義が必要である。このよ
うなパケットの定義がない場合には、送信端から送信す
るデータがどんな機器(アドレス)に関連したものであ
るかを常に示すべきであるので、通信量の増大を発生さ
せることになる。As shown in FIG. 3, the selection signal is logic "high".
, Communication between the operation module 1 and the hydraulic module is performed via the communication controller 10a and the signal controller 10b, and when the selection signal is logic “low”, the communication controller 10c and the communication controller 10d are connected. Communication between the operation module 1 and the engine module 2 is performed via the operation module 1. In the case of the system shown in FIG. 3, communication with the engine module 2 and the hydraulic module 3 is required around the operation module 1, and the communication direction is determined by a selection signal controlled by the operation module 1. However, in order to classify data input from various sensors mounted in the engine module 2, it is necessary to define a packet. If such a packet is not defined, it is necessary to always indicate what device (address) the data transmitted from the transmitting end is related to, so that an increase in the amount of communication occurs.
【0035】下記の表は前述した方式に基づいて運転モ
ジュール1とエンジンモジュール2間の伝送すべき信号
を示すもので、デジタル信号の場合は1ビットで認識で
き、アナログ信号の場合は制御の程度によって変わる
が、現在一般の重装備には256個の解像度を有する8
ビットのアナログ/デジタル変換器(analog/digital co
nverter:以下”A/D変換器”と略称する)を使用して
デジタル信号に変換してから伝送するようにする。The following table shows signals to be transmitted between the operation module 1 and the engine module 2 based on the above-mentioned method. In the case of a digital signal, it can be recognized by one bit, and in the case of an analog signal, the degree of control is shown. 8 with 256 resolutions currently available for heavy equipment
Bit analog / digital converter (analog / digital co
nverter: hereinafter referred to as “A / D converter”), and then convert the digital signal and transmit the digital signal.
【0036】ここで表1の場合は運転モジュール1から
エンジンモジュール2に伝送される信号を示すもので、
表1に示すように、予熱スイッチとスタートスイッチの
オン−オフ状態を示す2ビットの始動スイッチと、左/
右回転方向指示ランプ、ストップ及び方向指示ランプを
含んで総8ビットのデータフレームが要求される。Here, Table 1 shows signals transmitted from the operation module 1 to the engine module 2.
As shown in Table 1, a 2-bit start switch indicating the on-off state of the preheat switch and the start switch,
A data frame of a total of 8 bits is required, including a right turn indicator, a stop and a turn indicator.
【表1】 [Table 1]
【0037】又、表2の場合はエンジンモジュール2か
ら運転モジュール1に伝送される信号を羅列したもので
あり、3種類の警告灯のための各々のビットとエンジン
過熱を感知する温度ゲージ(gauge)、アルタネータ(alte
rnator)から発生する矩形波を用いるタコメータ(tacho
meter)、油圧オイル温度ゲージ等は8ビットのA/D変
換器によりデジタル信号に変換された後、主制御器7に
入力される。Table 2 lists signals transmitted from the engine module 2 to the operation module 1. Each bit for three types of warning lights and a temperature gauge for detecting overheating of the engine. ), Alternator (alte
rnator) using a tachometer (tacho)
meter), a hydraulic oil temperature gauge, etc., are converted into digital signals by an 8-bit A / D converter, and then input to the main controller 7.
【表2】 [Table 2]
【0038】前述した表1及び表2のような伝送信号を
パケットに定義した一実施例は次の表3〜表6のようで
ある。One embodiment in which the transmission signals as shown in Tables 1 and 2 described above are defined in packets is as shown in Tables 3 to 6 below.
【0039】[0039]
【表3】 [Table 3]
【表4】 [Table 4]
【表5】 [Table 5]
【表6】 即ち前述した表3に示したように、運転モジュール1か
らエンジンモジュール2に伝送すべきパケットは8ビッ
トのスタートフレーム(start frame)、8ビットのデー
タフィールド(data field)、エラー検出のための8ビッ
トのCRCビット、8ビットのエンドフレーム(end fra
me)で構成されており、表4は8ビットのデータ部分の
構造を示す。[Table 6] That is, as shown in Table 3 above, the packet to be transmitted from the operation module 1 to the engine module 2 includes an 8-bit start frame, an 8-bit data field, and an 8-bit data field for error detection. Bit CRC bits, 8-bit end frame (end fra
Table 4 shows the structure of an 8-bit data portion.
【0040】又、表5はエンジンモジュール2から運転
モジュール1に伝送すべきパケットで、8ビットのスタ
ートフレーム、32ビットのデータフィールド、エラー
検出のための8ビットのCRCビット、8ビットのエン
ドフレームで構成されており、表6は前述した32ビッ
トのデータフィールドの構造を示す。一方、4ビットの
予備ビットは重装備の性能向上を対比したものである。Table 5 shows a packet to be transmitted from the engine module 2 to the operation module 1, which includes an 8-bit start frame, a 32-bit data field, an 8-bit CRC bit for error detection, and an 8-bit end frame. Table 6 shows the structure of the aforementioned 32-bit data field. On the other hand, the four spare bits are for comparing the performance improvement of heavy equipment.
【0041】但し、前述した表3〜表6は一つの実施例
を示すもので、その内容及び割当データビット数は可変
のものであることを認知しなければならない。However, Tables 3 to 6 show one embodiment, and it must be recognized that the contents and the number of allocated data bits are variable.
【0042】一方、前述した各モジュール1、2、3間
のデータ伝送のため、表3〜表6で定義されたパケット
を所定の手順に従って送/受信可能に制御すべきであ
り、このための通信アルゴリズムは図4及び図5のよう
である。On the other hand, for data transmission between the modules 1, 2, and 3, the packets defined in Tables 3 to 6 should be controlled to be able to transmit / receive according to a predetermined procedure. The communication algorithm is as shown in FIGS.
【0043】即ち、図4と図5は各モジュール1、2、
3間の送/受信のためのアルゴリズムで、本発明におい
ては、運転モジュール1が各モジュール2、3間の通信
でパケット衝突しないように送/受信を管轄する権限を
有し、各モジュールの故障又は伝送線路の異常を検出す
るため、他の何のハードウェアを導入しなく、簡単で、
システムによって再構成可能なカウント−ダウン(count
-down)タイマーを導入した。That is, FIGS. 4 and 5 show each module 1, 2,.
In the present invention, the operation module 1 has an authority to control transmission / reception so as not to cause a packet collision in communication between the modules 2 and 3, and a failure of each module. Or to detect transmission line anomalies, without any other hardware,
Count-down (count
-down) A timer was introduced.
【0044】先ず、図4に示すように、システムを稼動
させると、運転モジュール1は初期化パケットを用意し
タイマーをリセットしてカウント−ダウンを開始する
(S1)。次いでエンジンモジュール2の主制御器7
に、前述した段階(S1)で用意したパケットを伝送し
(S2)、運転モジュール1はエンジンモジュール2か
らデータを獲得するために受信モードに転換する(S
3)。以後、前述した段階(S3)で転換された受信モ
ードでタイマーが0であるかをチェックし(S4)、タ
イマーが0となる前に獲得されたパケットがあるかを確
認した後(S5)、タイマーが0となる以前にパケット
を獲得するとタイマーをリセットさせカウント−ダウン
を開始し(S6)、CRCをチェックしてエラーの有無
を検出する(S7)。この際に、エラーが検出されなけ
れば、受信されたデータを処理して割当てられたアドレ
スの値によって各種表示器に作動を実行させ(S8)、
パケットを用意した後、送/受信対象モジュールに転換
する(S9)。First, as shown in FIG. 4, when the system is operated, the operation module 1 prepares an initialization packet, resets a timer, and starts counting down (S1). Next, the main controller 7 of the engine module 2
Next, the packet prepared in step S1 is transmitted (S2), and the operation module 1 switches to the reception mode to acquire data from the engine module 2 (S2).
3). Thereafter, it is checked whether the timer is 0 in the reception mode converted in the above step (S3) (S4), and it is checked whether there is any packet acquired before the timer reaches 0 (S5). If a packet is acquired before the timer reaches 0, the timer is reset and count-down is started (S6), and the CRC is checked to detect the presence or absence of an error (S7). At this time, if no error is detected, the received data is processed and various indicators are operated according to the assigned address value (S8).
After the packet is prepared, it is converted to a module to be transmitted / received (S9).
【0045】一方、段階(S4)でタイマーが0となっ
てもパケットが受信されないか、あるいは段階(S7)
でエラーが発生したと判断されると、エラーカウントを
増加させ、初期に設定されたエラー限界と比較して、エ
ラーカウント値がエラー限界を超えると故障警報を出力
した後(S10)、タイマーをリセットさせ、カウント
−ダウンを開始し(S11)、段階(S9)に進行して
送/受信対象モジュールを転換してから次のモジュール
との送/受信を遂行する。このような体系はエラーを含
んだ伝送パケットが頻繁に発生するかエンジンモジュー
ル2からパケットを受信し得なかった回数が多くなる
と、故障を知らせるメッセージとともに警告灯が発光す
るようにすることにより、運転者が故障診断を容易に遂
行し得るようにした。On the other hand, if no packet is received even if the timer reaches 0 in step (S4), or if the packet is not received in step (S7)
When it is determined that an error has occurred, the error count is increased, compared with the initially set error limit, and when the error count value exceeds the error limit, a failure alarm is output (S10), and the timer is reset. After resetting, the count-down is started (S11), and the process proceeds to step (S9) to switch the transmission / reception target module, and then perform transmission / reception with the next module. In such a system, when a transmission packet including an error occurs frequently or the number of times that a packet cannot be received from the engine module 2 increases, a warning light is emitted together with a message indicating a failure, so that an operation is performed. Can easily perform the fault diagnosis.
【0046】一方、図5に示すように、エンジンモジュ
ール2ではタイマーをリセットしカウント−ダウンを開
始した後(S12)、運転モジュール1からパケットを
受信するため受信モードに転換し(S13)、受信モー
ド状態でタイマーが0であるかをチェックし(S1
4)、タイマーが0となる以前にパケットが受信された
かを確認する(S15)。この際に、タイマーが0とな
ってもパケットが受信されなければ、エラーカウントを
増加させ、エラーフラグを設定下後(S16)、段階
(S12)に帰還する。On the other hand, as shown in FIG. 5, the engine module 2 resets the timer and starts counting down (S12), and then switches to the reception mode for receiving a packet from the operation module 1 (S13). In the mode state, it is checked whether the timer is 0 (S1).
4) Check whether the packet is received before the timer reaches 0 (S15). At this time, if the packet is not received even if the timer becomes 0, the error count is increased, the error flag is set (S16), and the process returns to the step (S12).
【0047】しかし、前述した段階(S15)でパケッ
トの受信が確認されると、エンジンモジュール2のタイ
マーをリセットしてカウント−ダウンを開始し(S1
7)、CRCをチェックしてエラーが検出されるかを確
認する(S18)。この段階(S18)でエラーが検出
されなかったと判断されると、受信されたデータを処理
して、パケットによって各種アクチュエータを駆動させ
(S19)、各種センサーからデータを獲得してパケッ
トを形成する。そして、用意されたパケットを運転モジ
ュール1に伝送した後(S20)、段階(S13)に帰
還して受信モードに転換する。しかし、段階(S18)
でエラーが検出される場合、エラーカウントを増加さ
せ、エラーカウント値がエラー限界を越えるとエラーフ
ラグを設定する(S21)。このようにエラーフラグが
設定されると、段階(S20)に進行して運転モジュー
ル1に伝送するためのパケットを構成する時、前述した
表6のようにエラービットを1に作って伝送することに
より、運転者に異常が発生したことを知らせる。However, when the reception of the packet is confirmed in the above-mentioned step (S15), the timer of the engine module 2 is reset to start counting down (S1).
7) Check the CRC to see if an error is detected (S18). If it is determined in this step (S18) that no error is detected, the received data is processed, various actuators are driven by the packets (S19), and data is obtained from various sensors to form packets. Then, after transmitting the prepared packet to the operation module 1 (S20), the process returns to step (S13) to switch to the reception mode. However, step (S18)
If an error is detected in step (1), the error count is increased, and an error flag is set when the error count value exceeds the error limit (S21). When the error flag is set as described above, the process proceeds to step S20, and when forming a packet to be transmitted to the operation module 1, the error bit is set to 1 as shown in Table 6 and transmitted. Thus, the driver is notified that the abnormality has occurred.
【0048】ここで、前述したカウント−ダウンの長さ
を適切に設定することがシステムの応答性と正確性に密
接な関係を有する。従って、運転モジュール1のタイマ
ー長さは運転モジュール1の各種プロセシング時間とエ
ンジンモジュール2との送/受信時間、エンジンモジュ
ール2のプロセシング時間にどの程度の余裕時間を合せ
た長さが最も適する。又、運転モジュール1と油圧モジ
ュール3との関係で、前記のような方法によりタイマー
の長さを設定することにより、これを比較して両者のう
ち、より大きい値を取るようにすることが好ましい。そ
してエンジンモジュール1又は油圧モジュール3でのカ
ウント−ダウンタイマーの長さは前記得られた両者のタ
イマーを合せた値に設定することが好ましい。Here, setting the length of the count-down appropriately has a close relationship with the responsiveness and accuracy of the system. Therefore, the length of the timer of the operation module 1 is most suitable as a sum of the various processing times of the operation module 1, the transmission / reception time with the engine module 2, and the processing time of the engine module 2, and a margin time. Further, it is preferable that the length of the timer is set by the method described above in relation to the operation module 1 and the hydraulic module 3 so that the timer is compared to take a larger value between the two. . The length of the count-down timer in the engine module 1 or the hydraulic module 3 is preferably set to a value obtained by combining the two timers obtained above.
【0049】一方、パケットを定義した後、通信制御器
10を用いて通信を遂行する場合は、パケット定義でC
RC部分を除き1バイト単位に分けて伝送を遂行しなが
らパリディビットを載せて伝送することになる。パケッ
トの長さが本発明の実施例で使用したもののように短い
場合は、パリディビットを使用することが効率的である
が、伝送すべき情報量が増大するとパケット自体を伝送
することが効率的である。On the other hand, when communication is performed using the communication controller 10 after defining a packet, C
Except for the RC part, the transmission is performed by carrying the paridibit while performing the transmission in units of 1 byte. When the packet length is short as used in the embodiment of the present invention, it is efficient to use the paridibit, but it is more efficient to transmit the packet itself when the amount of information to be transmitted increases. It is.
【0050】終りに、図6はパケット通信をする場合に
必要な通信インターフェースを示す概略ブロック図であ
る。FIG. 6 is a schematic block diagram showing a communication interface necessary for performing packet communication.
【0051】同図に示すように、比較器11は受信時に
データをスタートフレームと比較して、初期に入力デー
タがスタートフレームと一致した時、以後のデータはシ
フトレジスタ(sift register)12に伝送する。このシ
ステムでは、最高56ビットのパケットが存在するの
で、容量を十分にするために64ビットのシフトレジス
タ12を使用してパケットのデータをすべて受信し、エ
ンドフレームが入力されると比較器11からの受信状態
を解除する。As shown in the figure, the comparator 11 compares the data with the start frame at the time of reception, and when the input data matches the start frame initially, the subsequent data is transmitted to the shift register 12. I do. In this system, since a packet of up to 56 bits exists, a 64-bit shift register 12 is used to receive all the data of the packet to make the capacity sufficient. Cancel the reception status of.
【0052】シフトレジスタ12に貯蔵されたデータは
送/受信制御器13内のデコーダ14により選択された
バッファ15を介して1バイト単位でデータバスに載せ
られて伝送され、このように伝送された1バイト単位の
データをプロセッサが判読することになる。ここでパケ
ット伝送時は、データを受信する時に同期を一致しなけ
ればならないので、各々のモジュール1、2、3で全て
毎秒伝送すべきシンボルの数を一致させた状態で、送/
受信制御器13で全体的な通信を制御することになる。
即ち、内部で発生するクロックを印加受けてシフトレジ
スタ12にシフトクロックを出力し、データを全て受信
すると、各シフチレジスタ12に連結されたバッファ1
5をデコーディング(decoding)してプロセッサが8ビッ
トずつデータを抽出し得るようにする。The data stored in the shift register 12 is transmitted on the data bus in units of one byte via the buffer 15 selected by the decoder 14 in the transmission / reception controller 13 and transmitted in this manner. The processor reads the data in units of one byte. Here, at the time of packet transmission, synchronization must be matched when data is received. Therefore, the transmission / reception is performed in a state where the number of symbols to be transmitted every second in each of the modules 1, 2, and 3 is matched.
The overall communication is controlled by the reception controller 13.
That is, the shift clock is output to the shift register 12 by receiving the internally generated clock, and when all the data is received, the buffer 1 connected to each shift register 12
5 so that the processor can extract data 8 bits at a time.
【0053】送信時には、デコーダ14の制御により1
パケットのデータがバッファ16を介して64ビットの
シフトレジスタ17に順次入力され、シフトレジスタ1
7に貯蔵された1パケットのデータはシフトクロックに
よって送信する。ここで、伝送エラーをチェックするた
めのCRCはソフトウェアにより遂行される。At the time of transmission, 1 is controlled by the control of the decoder 14.
The packet data is sequentially input to a 64-bit shift register 17 via a buffer 16, and the shift register 1
7 is transmitted by a shift clock. Here, a CRC for checking a transmission error is performed by software.
【0054】又本発明において、全二重方式(full-dupl
ex operation)の通信を遂行するために送信側と受信側
にそれぞれ64ビットのシフトレジスタ12、17を備
えた。In the present invention, a full-duplex system (full-dupl
The transmission side and the reception side are provided with 64-bit shift registers 12 and 17, respectively, to perform the communication of the ex operation.
【0055】[0055]
【発明の効果】前述のように本発明による重装備の分散
制御システムによると次のような利点がある。As described above, the distributed control system for heavy equipment according to the present invention has the following advantages.
【0056】(1)複数本で構成された従来の構成部分
を該当固有機能を有する複数のモジュールに分割し、各
モジュール間を独立的に構成することにより、配線本が
大幅減少して、組立及び修理時の配線作業が非常に容易
である。(1) The conventional constituent part composed of a plurality of lines is divided into a plurality of modules having the specific functions, and each module is independently configured. And the wiring work at the time of repair is very easy.
【0057】(2)各モジュール別に独立された機能を
遂行するように構成することにより、必要時、モジュー
ルの交替及び追加による設計変更が容易である。又、新
たなモジュールを開発する場合、電線配置による設計の
難解が解消され、全体的な電線配置状態を別に考慮しな
くてもかまわない。(2) Since the configuration is such that each module performs an independent function, it is easy to change the design by replacing and adding modules when necessary. In addition, when a new module is developed, the difficulty of the design due to the electric wire arrangement is solved, and the entire electric wire arrangement state need not be considered separately.
【0058】(3)モジュール化された構造により電線
の配置及び結線が非常に簡便であるので、整備時に点検
すべき事項が非常に単純である。又、それぞれの個別的
なモジュールが自体的機能を診断するとともに、故障の
原因を分析するので、故障が発生した場合、故障部位及
び原因を容易に認識することができ、これによる措置が
迅速/正確に遂行できる。(3) Since the arrangement and connection of electric wires are very simple due to the modularized structure, the items to be inspected at the time of maintenance are very simple. In addition, since each individual module diagnoses its own function and analyzes the cause of the failure, when a failure occurs, it is possible to easily recognize the location and the cause of the failure, and the action taken by the module is quick / Can be performed accurately.
【0059】(4)重装備の自動化のために別のセンサ
ー及び制御器が追加されても、各モジュール間の構成を
変更しなかった状態で容易に連結及び変更して構成する
ことができる。(4) Even if another sensor and controller are added for automation of heavy equipment, the modules can be easily connected and changed without changing the structure between the modules.
【0060】[0060]
【図1】本発明による重装備の分散システムの概略ブロ
ック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of a heavy equipment distributed system according to the present invention.
【図2】図1に示した各モジュールの内部詳細ブロック
図である。FIG. 2 is a detailed internal block diagram of each module shown in FIG. 1;
【図3】図1及び図2に示した通信制御器の一例を示す
概略ブロック図である。FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating an example of a communication controller illustrated in FIGS. 1 and 2;
【図4】運転モジュールからエンジンモジュール及び油
圧モジュールにパケットを伝送するための主制御器の動
作流れ図である。FIG. 4 is an operation flowchart of a main controller for transmitting a packet from an operation module to an engine module and a hydraulic module.
【図5】運転モジュールからエンジンモジュール及び油
圧モジュールにパケットを伝送するための主制御器の動
作流れ図である。FIG. 5 is an operation flowchart of a main controller for transmitting a packet from an operation module to an engine module and a hydraulic module.
【図6】パケット伝送のための通信インターフェースを
示す概略ブロック図である。FIG. 6 is a schematic block diagram showing a communication interface for packet transmission.
1 運転モジュール 2 エンジンモジュール 3 油圧モジュール 4 操作スイッチ 5 スイッチボード 6 表示装置 7 主制御器 8 ロム(ROM) 9 入/出力端子 10、10a〜10d 通信制御器 11 比較器 12、17 シフトレジスタ 13 送/受信制御器 14 デコーダ 15、16 バッファ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation module 2 Engine module 3 Hydraulic module 4 Operation switch 5 Switch board 6 Display device 7 Main controller 8 ROM (ROM) 9 Input / output terminal 10, 10a-10d Communication controller 11 Comparator 12, 17 Shift register 13 Send / Reception controller 14 Decoder 15,16 Buffer
Claims (8)
分割された各モジュールは独立された制御器により独自
的に制御され、各モジュール間には単一線路を用いて情
報を交換し得るようになった重装備の分散制御システ
ム。1. In heavy equipment, divided into a plurality of modules according to each function and position,
A heavy equipment distributed control system in which each divided module is independently controlled by an independent controller, and information can be exchanged between the modules using a single line.
とも一つ以上のモジュールを除去するか、あるいは少な
くとも一つ以上のモジュールを追加して装着し得るよ
う、各モジュールは独立的に構成されていることを特徴
とする請求項1に記載の重装備の分散制御システム。2. Each module is independently configured such that at least one or more modules among the divided modules can be removed or at least one or more modules can be additionally mounted. The distributed control system for heavy equipment according to claim 1, wherein:
制御器と、 前記主制御器の制御信号によりモジュール間の通信を遂
行するための入/出力端子と、 通信しようとするデータを貯蔵してから、前記主制御器
の制御信号により、貯蔵されたデータを出力する通信制
御器と、 各モジュールの固有機能を遂行するためのプログラムを
貯蔵し、前記主制御器の制御信号により、貯蔵されたプ
ログラムを順次出力するロムとから構成されたことを特
徴とする請求項1に記載の重装備の分散制御システム。3. Each of the divided modules includes a main controller for controlling the operation of each component included in the module, and an input for performing communication between the modules according to a control signal of the main controller. An output terminal, a communication controller for storing data to be communicated and then outputting the stored data according to a control signal of the main controller, and a program for performing a specific function of each module. The heavy equipment distributed control system according to claim 1, further comprising a ROM that sequentially outputs stored programs according to a control signal of the main controller.
び油圧モジュールに分割されたことを特徴とする請求項
1に記載の重装備の分散制御システム。4. The distributed control system for heavy equipment according to claim 1, wherein the system is divided into an operation module, an engine module, and a hydraulic module.
エンジンモジュール及び油圧モジュールに用意されたパ
ケットを伝送してから受信モードに転換し、前記エンジ
ンモジュール及び油圧モジュールからパケットを獲得
し、獲得したデータを処理して、割当てられたアドレス
の値によって各種表示器の作動を実行し、次のパケット
を用意してから送受信対象モジュールに転換する過程を
遂行するようにしたことを特徴とする請求項4に記載の
重装備の分散制御システム。5. The operating module prepares an initialization packet when the system is operated, transmits the packet prepared in the engine module and the hydraulic module, and then switches to a receiving mode, and then switches the receiving module to the receiving mode. To obtain a packet, process the obtained data, execute various display operations according to the assigned address value, prepare the next packet, and then convert to a transmission / reception target module. The distributed control system for heavy equipment according to claim 4, wherein:
ールは、受信モードに転換して前記運転モジュールから
パケットを獲得し、獲得されたパケットを処理してパケ
ットによってシステムを駆動させ、各種センサーからデ
ータを獲得して新たなパケットを用意し、用意されたパ
ケットを運転モジュールに伝送した後、受信モードに転
換する過程を遂行するようにしたことを特徴とする請求
項4に記載の重装備の分散制御システム。6. The engine module and the hydraulic module switch to a reception mode to obtain a packet from the operation module, process the obtained packet, drive the system by the packet, and obtain data from various sensors. 5. The distributed control system for heavy equipment according to claim 4, wherein a new packet is prepared, the prepared packet is transmitted to the operation module, and then a process of switching to the reception mode is performed.
は、エラーの有無を検出するためにエラー訂正コードを
含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の重装備の
分散制御システム。7. The distributed control system for heavy equipment according to claim 5, wherein a packet obtained from another module includes an error correction code for detecting presence / absence of an error.
時間をカウンティングするタイマーをさらに備えること
を特徴とする請求項5又は6に記載の重装備の分散制御
システム。8. The distributed control system for heavy equipment according to claim 5, further comprising a timer for counting a packet acquisition time in order to improve responsiveness.
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